مطالعه عددی کاربرد تئوری ساختاری در یافتن مسیر بهینه در جوشکاری قوسی ورق های نازک با رویکرد دستیابی به توزیع دمای مناسب

در چند سال اخیر تئوری ساختاری به عنوان یکی از ابزارهای بهینه سازی و طراحی ساختار جریان در زمینه های گوناگون مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش کاربرد این تئوری در جوشکاری ورقهای نازک بررسی شده است. به منظور دستیابی به توزیع حرارت یکنواخت در ورق، مسیر شاخه ای برای حرکت منبع حرارت در نظر گرفته شده و توزیع حرارت ناشی از آن و دما های بیشینه و کمینه در این حالت با حالت جوشکاری بر روی یک خط مستقیم مقایسه گردیده است. در صورت دستیابی به گرادیان دمای کمتر در ورق، آنتروپی تولیدی در حین جوشکاری و در نتیجه تنش پسماند نیز کم خواهد شد. زوایا و نسبت طول ها به عنوان فرض اولیه، از اطلاعاتمسائل انتقال سیال در لوله ها به کمک تئوری ساختاری استخراج گردیده و اعتبارسنجی روش مدل سازی مورد استفاده در این پژوهش به کمک نتایج حاصل از یک کار آزمایشگاهی انجام شده است. ورق آلومینیوم با ضخامت ۵میلی متر و از جنس آلومینیوم سری هزار انتخاب شده است. برای مدل سازی جوش آرگون از مدل دو بیضوی استفاده گردیده و حرارت اعمال شده در هر دو حالت مسیر مستقیم و شاخه ای یکسان است. نتایج نشان می دهند که با تغییر مسیر حرکت منبع حرارت، توزیع حرارت یکنواخت تر شده و دما های بیشینه و کمینه نیز کاهش می یابند. این امر کاهش گرادیان دمای سطح، آنتروپی و نهایتا تنش های پسماند را در بر دارد.